一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構及制備方法，包括用于輸送液體的流道層和用于檢測樣品折射率變化從而產生光強變化的圖案化金屬薄膜傳感層，流道層和圖案化金屬薄膜傳感層相互復合在一起，流道層中設有高度小于100μm的微結構作為傳感區，且傳感區兩端由線型流道連接，各傳感區之間相互獨立。本發明專利技術在小面積范圍內制造多個可檢測的獨立通道，避免復雜的流路系統，有利于多通道SPR傳感器的小型化、集成化，且微米級的流路結構節省樣品用量，加快檢測時間。從傳感區入口到中心段呈漏斗型漸變，可以有效提高樣品流經傳感區時的穩定性。圖案化的獨立通道傳感區域有利于成像檢測，非傳感區域不產生SPR效應，減少了通道間的干擾。干擾。干擾。
【技術實現步驟摘要】
一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構及制備方法
[0001]本專利技術公開一種芯片，特別是一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構及制備方法，屬于微流控芯片的
技術介紹
[0002]表面等離子共振（即Surface Plasmon Resonance，簡稱SPR）是一種常見的生物分子檢測技術，具有高靈敏、免標記等特點。其基本檢測原理為當P偏振光以一定角度入射到高折射率的棱鏡時，光會折射到金屬與介質界面之間，產生倏逝波并激發等離子體波。倏逝波與表面等離子體波發生共振時，能量從光子轉移到表面等離子體，入射光的大部分能量被表面等離子體波吸收，使得反射光的能量急劇減少，從而使檢測到的反射光強會大幅度地減弱，在光譜中體現為一個共振谷波形。當金屬薄膜表面質量發生變化時，會引起表面折射率發生變化，在光譜上體現為共振角或共振波長、光強等的變化。通過測量這些變化我們可以得出待測生物分子的濃度、親和力等參數。
[0003]為了提高SPR的檢測效率，減少樣品用量，實現自動化檢測，通常會將微流控技術與SPR傳感技術相結合，構建SPR微流控芯片。對于現有的SPR微流控芯片而言，最常見的是線型結構或面陣型結構的微流控芯片。
[0004]線型結構的微流控芯片一般是在鍍有金屬薄膜的光學玻璃上直接加上具有線型微結構的流道層，具有結構簡單、易于加工等優點。但隨著芯片尺寸的減少以及流道數量的增加，線型通道面臨著通道寬度與通道間距的平衡問題。在芯片面積和流道數量固定時，若通道寬度較小，特別是到百微米級別以下時，會因傳感面積較小、通道前后表面質量不均勻等因素造成較大的測量誤差。若通道寬度足夠，而通道間間距較小時，通道間則會相互干擾。
[0005]面陣型結構的微流控芯片一般是在光學玻璃上制備金屬薄膜傳感點陣列并配備對應的流道層。優點是易于分辨檢測，但結構較為復雜，而且沒有考慮流體從流道到傳感點時因微結構尺寸變化導致的速度驟變。而這種在傳感點發生的速度變化會導致傳感點的速度場不穩定，影響樣品的濃度分布，從而影響樣品與配體間的結合效果。
技術實現思路
[0006]針對上述提到的現有技術中的線型結構的微流控芯片面臨著通道寬度與通道間距的平衡問體，面陣型結構的微流控芯片結構較為復雜的缺點，本專利技術提供一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片，其在圖案化金屬薄膜傳感層上加入一個或多個具有過渡緩沖段的用于SPR傳感的區域，使液體從線性通道進入傳感區時平穩變速，在傳感區域中心形成穩定的速度場，保證檢測的穩定進行。
[0007]本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是：一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，微流控芯片結構包括用于輸送液體的流道層和用于檢測樣品折射率變化從而產生光強變化的圖案化金屬薄膜傳感層，流道層和圖案化金屬薄膜傳感層相互復合在一起，流
道層中設有高度小于100μm的微結構作為傳感區，且傳感區兩端由線型流道連接，各傳感區之間相互獨立。
[0008]一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構的制備方法，該制備方法為流道層采用熱壓法或注塑法或激光刻蝕法或LIGA法或軟光刻法制備模具，并澆筑厚度5mm的聚二甲基硅氧烷成形，其中，聚二甲基硅氧烷和固化劑的比例為10：1，圖案化金屬薄膜在給定的光學玻璃基底上利用掩膜板鍍上和幾何形狀傳感區形狀大小、位置相匹配的金屬薄膜層，幾何形狀傳感區材料是金或銀或銅或鉑或鋁或錫或鐵或鉛或鎂或鋅或鉬或釔或鎢或鈷中的一種或多種組合，鍍膜的方法為真空阻蒸鍍膜法，將圖案化金屬薄膜傳感層和流道層通過氧等離子體鍵合法或膠粘法結合在一起，形成SPR微流控芯片，鍵合時，圖案化金屬薄膜傳感層鍍有金屬薄膜的一面朝上，流道層帶有微流道結構的一面朝下，對準后結合在一起，形成多通道微流控芯片，進液口和出液口使用打孔器進行打孔，并且通過微型不銹鋼管與外部流路連接。
[0009]本專利技術解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括：所述的流道層包括基底、進液口、線型流道、幾何形狀傳感區和出液口，幾何形狀傳感區設置在流道層的基底上，進液口和出液口分別通過線型流道與幾何形狀傳感區相連通。
[0010]所述的幾何形狀傳感區為軸對稱圖形，且幾何形狀傳感區的長軸與短軸之比大于或等于2：1，所述的幾何形狀傳感區為菱形、橢圓形或長方形，所述的幾何形狀傳感區的長軸長度為0.8mm~2mm，短軸長度為0.4mm~1mm。
[0011]所述的流道層和圖案化金屬薄膜傳感層通過等離子體鍵合法或膠粘法結合。
[0012]所述的流道層的基體的材料為聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種，流道層的制備采用熱壓法或注塑法或激光刻蝕法或LIGA法或軟光刻法。
[0013]所述的線型流道的寬度為50μm~200μm之間，線型流道的高度為1μm~100μm之間，所述的幾何形狀傳感區的短軸寬度大于線型流道寬度的2倍以上，所述的進液口和出液口的直徑范圍為0.6mm~1.2mm。
[0014]所述的流道層中的幾何形狀傳感區數量大于10，并且各個幾何形狀傳感區的間距在100
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1000μm之間，所述的線型流道在與幾何形狀傳感區連接處相互平行，各個線型流道后段向四周擴散延伸，所述的線型流與進液口和出液口連接部分長短間隔設置，所述的與同一幾何形狀傳感區連接的線型流道在幾何形狀傳感區兩側對稱設置。
[0015]所述的圖案化金屬薄膜傳感層包括光學玻璃基底和設置在光學玻璃基底上的圖案化金屬薄膜，圖案化金屬薄膜的形狀和大小為幾何形狀傳感區按1/2比例等比縮小，所述的圖案化金屬薄膜為一層以上。
[0016]所述的圖案化金屬薄膜在給定的光學玻璃基底上利用掩膜板鍍上和幾何形狀傳感區形狀大小、位置相匹配的金屬薄膜層，圖案化金屬薄膜的厚度為1nm~200nm，鍍有圖案化金屬薄膜的區域應小于流道層對應區域。
[0017]本專利技術的有益效果是：本專利技術允許在小面積范圍內制造多個可用于檢測的獨立通道，避免了復雜的流路系統，有利于多通道SPR傳感器的小型化，集成化。且微米級的流路結構可以節省樣品用量，加快檢測時間。本專利技術從傳感區入口到中心段呈漏斗型漸變，可以有效提高樣品流經傳感區時的穩定性。圖案化的獨立通道傳感區域有利于成像檢測，非傳感
區域不產生SPR效應，減少了通道間的干擾。
[0018]下面將結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步說明。
附圖說明
[0019]圖1為本專利技術整體結構示意圖。
[0020]圖2為本專利技術微型流道層結構示意圖。
[0021]圖3為本專利技術圖案化傳感層結構示意圖。
[0022]圖4為本專利技術檢測折射率液的記錄圖像。
[0023]圖中，1
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PDMS流道層，2
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圖案化金屬薄膜傳感層，3
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進液口，4
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線型流道，5
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幾何形狀傳感區，6
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圖案化金屬薄膜，7
?
出液口。
具體實施方式
...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的微流控芯片結構包括用于輸送液體的流道層（1）和用于檢測樣品折射率變化從而產生光強變化的圖案化金屬薄膜傳感層（2），流道層（1）和圖案化金屬薄膜傳感層（2）相互復合在一起，所述流道層（1）中設有高度小于100μm的微結構作為傳感區，且傳感區兩端由線型流道連接，各傳感區之間相互獨立。2.根據權利要求1所述的面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的流道層（1）包括基底、進液口（3）、線型流道（4）、幾何形狀傳感區（5）和出液口（7），幾何形狀傳感區（5）設置在流道層（1）的基底上，進液口（3）和出液口（7）分別通過線型流道（4）與幾何形狀傳感區（5）相連通。3.根據權利要求2所述的面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的幾何形狀傳感區（5）為軸對稱圖形，且幾何形狀傳感區（5）的長軸與短軸之比大于或等于2：1，所述的幾何形狀傳感區（5）為菱形、橢圓形或長方形，所述的幾何形狀傳感區（5）的長軸長度為0.8mm~2mm，短軸長度為0.4mm~1mm。4.根據權利要求1所述的面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的流道層（1）和圖案化金屬薄膜傳感層（2）通過等離子體鍵合法或膠粘法結合。5.根據權利要求1所述的面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的流道層（1）的基體的材料為聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯或者聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種，流道層（1）的制備采用熱壓法或注塑法或激光刻蝕法或LIGA法或軟光刻法。6.根據權利要求2所述的面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的線型流道（4）的寬度為50μm~200μm之間，線型流道（4）的高度為1μm~100μm之間，所述的幾何形狀傳感區（5）的短軸寬度大于線型流道（4）寬度的2倍以上，所述的進液口（3）和出液口（7）的直徑范圍為0.6mm~1.2mm。7.根據權利要求2所述的面向多通道SPR傳感的微流控芯片結構，其特征是：所述的流道層（1）中的幾何形狀傳感區（5）數量大于10，并且各個幾...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡欣，丁國榮，黃永賓，羅云瀚，袁錦明，梁駿豪，劉婷婷，陳耀飛，陳雷，劉貴師，
申請(專利權)人：深圳市尚榮醫療股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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